Файл: Методические указания к выполнению самостоятельной работы для бакалавров 15. 03. 04 Автоматизация технологических процессов и производств.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 161

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
)

Определим на сколько уменьшился объём жидкости в прессе после упругого сжатия.

60

Определим объём жидкости в малом цилиндре за один ход поршня ручного насоса.



Определим число двойных ходов n поршня ручного насоса



Определим силу давления на поршень ручного насоса



Определим усилие F на рукоятку ручного насоса пресса



Расчёт равновесия жидкости в движущихся сосудах.

При движении сосуда в горизонтальном направлении с постоянным ускорением (замедлением) на жидкость, находящуюся в нём, действует сила тяжести и сила инерции. Свободная поверхность представляет собой наклонную плоскость, уравнение которой имеет вид



где C – постоянная величина; a – ускорение сосуда.

Гидростатическое давление в любой точке жидкости



где h– расстояние по вертикали от точки до свободной поверхности.

Сила давления на плоскую стенку в этом случае

) ,

где и - расстояния по вертикали от центра тяжести стенки до свободной поверхности жидкости и до пьезометрической плоскости соответственно.

Пример расчёта.

В кузов автомобиля – самосвала до уровня налит цементный раствор, плотностью ????=2200 кг/м3 . Определить наименьший допустимый путь торможения самосвала от скорости υ =36 км/ч до остановки исходя из условия, чтобы раствор не выплеснулся из кузова. Определить силу давления раствора на передний борт при торможении. Для упрощения принять, что кузов самосвала имеет форму прямоугольной коробки размерами
=2,5 м; h=0,8 м; ширина кузова b =1,8 м, а движение автомобиля прямолинейное , равнозамедленное.



Рисунок 3 Схема смещения груза при торможении.

Дано:

υ =36 км/ч; =2,5 м; h=0,8 м; : b =1,8 м ;

; ????=2200 кг/м3.

Решение:

На раствор в кузове действуют две силы: тяжести G, направленная вниз и инерции F = m·????, направленная вправо при торможении автомобиля. Решая дифференциальное уравнение поверхности уровня получаем, при X= ????, Y=0,

Z= - g.

,

Где = –тангенс угла наклона свободной поверхности жидкости к горизонту, значение которого в условиях данной задачи равно

= 0.31

Следовательно замедление автомобиля ???? = ∙g

???? = 9.81·0.31=3.02м/с2 .

Длину торможения автомобиля найдём из уравнений равнозамедленного движения

, где .



Определим силу давления раствора на передний борт автомобиля

S;

F = ∙1.8∙0.8 =1.24∙ Н.


Расчёт расхода воды в водопроводе.

Расчет производим путем составления уравнения Бернулли для начального и конечного уровня жидкости в баках с учетом избыточного давления Ри . Затем определяем потери напора в трубе, учитывая местные и линейные потери. Получаем уравнение:



Где λ - коэффициент гидравлического трения, ξвх , ξзадв , ξвых - коэффициенты местных сопротивлений , -скорость течения воды в трубе, ℓ - длина трубы , d - диаметр трубы. . Напор , создаваемый в трубопроводе

под избыточным давлением Ри и перепадом определим по формуле:

,

Где h - разность уровней в баках, – избыточное давление в баке,

???? – плотность воды, g –ускорение свободного падения.

Пример расчёта.

Вода по трубопроводу подается из верхнего бака А в нижний бак Б под воды избыточным давлением Ри = 0,2 МПа. Разность уровней в баках h.

Определить расход воды, если коэффициент гидравлического трения λ = 0,03, коэффициент местных сопротивлений ξвх = 0,5; ξзадв = 2; ξвых = 1

диаметр трубы d = 75 мм, длина трубы.



Дано:

ℓ=20 м; h=6;

????=1000 кг/м3.

Решение:

Потери напора между верхним уровнем воды в баке А и уровнем воды в нижнем баке Б определим по уравнению:



Потери напора на трение в трубе и сумму местных потерь определяем по формуле:



Вычисляем выражение в скобках

м

Находим среднюю скорость течения воды в трубе




Определяем сечение трубопровода



Расход трубопровода



Расчёт гидропривода.

Совокупность гидромашин, гидроаппаратов и вспомогательных устройств , предназначенная для передачи энергии и преобразования движения посредством жидкости, называется гидроприводом.

Гидромашинами называют машины, предназначенные для передачи энергии жидкости , они называются насосами, а машины, преобразующие энергию жидкости в другие виды энергии , называются гидродвигателями или турбинами.

Гидроаппаратами называются устройства , управляющие потоками жидкости в гидроприводе. К ним относятся: гидродроссели и гидроклапаны, предназначенные для управления расходом и давлением в потоке жидкости; гидрораспределители, используемые для изменения направления потока жидкости.

Вспомогательные устройства поддерживают работоспособность гидропривода в процессе эксплуатации (фильтры, теплообменные аппараты , сапуны) или показывают параметры работы привода (контрольно – измерительные приборы: манометры, расходомеры, термометры, датчики). К вспомогательным устройствам относятся также шланги, трубопроводы, соеденительная арматура.

Гидроприводы делят на два типа: гидродинамические (лопастные), их называют гидропередачи и объёмные гидроприводы. В транспортно – технологическом комплексе используют, главным образом, объёмные гидроприводы.

По характеру движения выходного звена гидроприводы делят на поступательные, вращательные и поворотные. В зависимости от этого для движения используют гидроцилиндры, гидромоторы и гидроповоротники.



Схема гидропривода

Гидроприводом можно управлять в процессе работы: изменять скорость движения выходного звена . Такие приводы называются регулируемыми. Если параметры работы не меняются, то привод будет нерегулируемый.

Различают два способа регулирования гидропривода: дроссельное и объёмное.

Дроссельное регулирование заключается в том, что часть подачи насоса отводится через дроссель или клапан на слив минуя гидродвигатель. При этом возможно два варианта включениия дросселя: последовательно с гидродвигателем и параллельно ему. При последовательном вкючении дросселя для привода поступательного движения скорость выходного звена определится по уравнению


,

где – коэффициент расхода через дроссель; Sдр – площадь проходного сечения дросселя; Sп – площадь поршня со стороны нагнетания; F – нагрузка на выходном звене; Рн – давление на выходе из насоса. При параллельном включении дросселя скорость выходного звена определяется по уравнению

,

где Qн – подача насоса.

Объёмное или машинное регулирование осуществляется за счёт изменения рабочего объёма насоса или гидродвигателя либо того и другого вместе. Такое регулирование возможно только в гидропрводах вращения. Частота вращения вала гидромотора определяется уравнением

,

где nн – частота вращения насоса; Vн и Vм – соответственно максимальный рабочий объём насоса и гидромотора; eн и eм – безразмерный параметр регулирования насоса и гидромотора, равный отношению текущего значения рабочего объёма к максимального (изменяется от 0 до 1); объёмный к.п.д. гидропривода , равный произведению объёмных к.п.д. насоса и гидромотора.

Коэффициент полезного действия гидропривода равен отношеню мощности на выходном звене к мощности, потребляемой насосом . Для поступательного гидропривода

.

Для вращательного гидропривода

,

здесь Mн и Mм соответственно момент на валу насоса и гидродвигателя ;

F – усилие на штоке гидроцилиндра; и − угловая скорость вращения вала насоса гидромотора.

К.п.д. гидропривода с машинным управлением учитывает объёмные, механические потери в гидромашинах и гидравлические потери давления в гидролиниях (трубопроводах, фильтрах, распределителях)